PLC控制变频器
PLC自动控制技术在变频器中的应用
PLC自动控制技术在变频器中的应用摘要：在我国工业行业飞速发展的背景下，变频器的使用在现代工业企业的生产经营过程中占据了极其关键的地位，并且极大地影响了企业内部数据分析和处理能力水平。
但是由于变频器的实际使用中很容易产生漏洞问题而造成数据分析功能的下降；为规避上述问题，有关工作人员需加强对PLC自动控制及其他技术的运用，利用其增强变频器的人机交互功能，以保证最大限度地满足工业企业发展的要求。
文章主要针对变频器PLC自动控制技术的运用展开了深入的分析。
关键词：PLC 技术；自动控制；变频器一、PLC自动控制技术概念PLC自动控制技术是一种能够编辑并能实现较简单逻辑控制的控制器。
随着PLC自动控制技术研究的不断增加,推动了PLC自动控制技术向更加完善的方向迈进,并逐步取代了原有自动控制技术,逐渐为人们所认识并广泛使用,从某种角度来看,既能推动工业产品的革新,又能推动生产效率的提高。
现在现有的PLC自动控制技术,在具体应用的过程中,只能使用输入输出,控制器等等来进行自动控制。
因其工作操作流程方便而称为微型计算机。
但是在当前的阶段PLC自动控制运用发展当中,PLC的自动控制器运用起来很方便快捷,只是需要对使用人进行训练而已。
另外,PLC自动控制还具备抗干扰能力好,安全性高的特性,所以,将它应用于生产当中,可以提高制造品质和工作效率。
二、现代变频器中的常见问题2.1电动机过载在现代工业生产运营过程当中，为促进生产过程便捷进行，电动机扮演着极其重要的角色。
但由于变频器工作时很容易给电动机带来过载等故障，这些故障的发生将使V/F曲线失配，使电动机的运转发生异常，甚至给工作人员它和本身的安全带来危害，主要有如下几种类型：（1）电动机本身散热功能受影响，使变频器的要求不能满足；（2）电动机长期低速运行，致使其自身性能和参数均受影响，从而影响变频器运行。
2.2变频器参数设置问题变频器运行时，为了使其处于最佳状态，通常需要确保各参数设置合理，当出现参数设置不当时，势必影响到它的正常工作，例如变频器相关功能不正常等。
PLC用485控制多台变频器
一、引言以变频调速器为调速控制器的同步控制系统、比例控制系统和同速系统等已广泛应用于冶金、机械、纺织、化工等行业。
以比例控制系统为例，一般的系统构成如图1 所示。
1、FX0N—24MR为PLC基本单元，执行系统及用户软件，是系统的核心。
2、FX0N—485ADP为FX0N系统PLC的通讯适配器，该模块的主要作用是在计算机—PLC通讯系统中作为子站接受计算机发给PLC的信息或在多PLC构成n:n网络时作为网络适配器，一般只作为规定协议的收信单元使用。
本文作者在分析其结构的基础上，将其作为通讯主站使用，完成变频调速器控制信号的发送。
3、FR—CU03为FR—A044系列比例调速器的计算机连接单元，符合RS—422/RS—485通讯规范，用于实现计算机与多台变频调速器的连网。
通过该单元能够在网络上实现变频调速器的运行控制（如启动、停止、运行频率设定）、参数设定和状态监控等功能，是变频器的网络接口。
4、FR—A044变频调查器，实现电机调速。
在1:n（本文中为1:3）多分支通讯网络中，每个变频器为一个子站，每个子站均有一个站号，事先由参数设定单元设定。
工作过程中，PLC通过FX0N— 485ADP发有关命令信息后，各个子站均收到该信息，然后每个子站判断该信息的站号地址是否与本站站号一致。
若一致则处理该信息并返回应答信息；若不一致则放弃该信息的处理，这样就保证了在网络上同时只有一个子站与主站交换信息。
三、软件设计1、通讯协议FR—CU03规定计算机与变频器的通讯过程如图3 所示，该过程最多分5个阶段。
?、计算机发出通讯请求；?、变频器处理等待；?、变频器作出应答；?、计算机处理等待；?、计算机作出应答。
根据不同的通讯要求完成相应的过程，如写变频器启停控制命令时完成?~?三个过程；监视变频器运行频率时完成?~?五个过程。
不论是写数据还是读数据，均有计算机发出请求，变频器只是被动接受请求并作出应答。
每个阶段的数据格式均有差别。
变频器与PLC通讯连接方式图解
变频器与PLC通讯连接方式图解变频器与plc连接方式一般有以下几种方式①利用PLC的模拟量输出模块控制变频器PLC的模拟量输出模块输出0～5V电压信号或4～20mA电流信号，作为变频器的模拟量输入信号，控制变频器的输出频率。
这种控制方式接线简单，但需要选择与变频器输入阻抗匹配的PLC输出模块，且PLC的模拟量输出模块价格较为昂贵，此外还需采取分压措施使变频器适应PLC的电压信号范围，在连接时注意将布线分开，保证主电路一侧的噪声不传至控制电路。
②利用PLC的开关量输出控制变频器。
PLC的开关输出量一般可以与变频器的开关量输入端直接相连。
这种控制方式的接线简单，抗干扰能力强。
利用PLC的开关量输出可以控制变频器的启动／停止、正／反转、点动、转速和加减时间等，能实现较为复杂的控制要求，但只能有级调速。
使用继电器触点进行连接时，有时存在因接触不良而误操作现象。
使用晶体管进行连接时，则需要考虑晶体管自身的电压、电流容量等因素，保证系统的可靠性。
另外，在设计变频器的输入信号电路时，还应该注意到输入信号电路连接不当，有时也会造成变频器的误动作。
例如，当输入信号电路采用继电器等感性负载，继电器开闭时，产生的浪涌电流带来的噪声有可能引起变频器的误动作，应尽量避免。
③PLC与RS-485通信接口的连接。
所有的标准西门子变频器都有一个RS-485串行接口（有的也提供RS-232接口），采用双线连接，其设计标准适用于工业环境的应用对象。
单一的RS-485链路最多可以连接30台变频器，而且根据各变频器的地址或采用广播信息，都可以找到需要通信的变频器。
链路中需要有一个主控制器（主站），而各个变频器则是从属的控制对象（从站）西门子RS485连接Plc和变频器通讯方式1、PLC的开关量信号控制变频器PLC可以通过程序控制变频器的启动、停止、复位；也可以控制变频器高速、中速、低速端子的不同组合实现多段速度运行。
但是，因为它是采用开关量来实施控制的，其调速曲线不是一条连续平滑的曲线，也无法实现精细的速度调节。
LC控制变频器方法PPT演示文稿
✓ 如使用C243，1号端子就需和X4连接。
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第七章 PLC控制变频器方法
如果程序中使用的是1相2计数计数器C246-C250中的一个计数器，则 TA2端子中也只使用一相输出，以使用A相为例，同样把TA2的2号端子和 PLC的输入端COM连接，而TA2的1号端子则需要根据所使用的计数器的计 数方向查手册来定， ✓如C246的加计数时TA2的1号端子和X0连接，而C246的减计数时TA2 的1号端子和X1连接； ✓如C248的加计数时TA2的1号端子和X3连接，而C248的减计数时TA2 的1号端子和X4连接。
•1
第七章 PLC控制变频器方法
二、三菱 VS-616G5变频器外部接线图
VS-616G5变频器属于电 压型变频器,它包括了4种 控制方式：标准V/F控制、 带PG反馈的V/F控制、无 传感器的磁通矢量控制和 带PG反馈的磁通矢量控制.
•2
第七章 PLC控制变频器方法
1、主电路的连接
➢ 主电路电源端子R、S、T经交流接触器和自动空气断路器 与电源连接，无需考虑相序。变频器输出电源接到端子U、 V、W上。
与电机同轴相连的脉冲输出式旋转编码器PG会随着电机的转动而发出相位 互差90°的A、B两相脉冲，变频器速度卡PG-B2能够接收这两相脉冲，并将 其转换为与实际转速相应的数字信号送给变频器，变频器将实际速度与内部的 给定速度相比较，从而调节变频器的输出频率和电压。
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第七章 PLC控制变频器方法
图为FX2N-64MR、 VS-616G5、PG-B2卡 和旋转编码器PG在某系 统中的硬件接线图。 PG-B2卡的TA2输出 端子的使用情况与PLC 程序中所使用的高速计 数器有关。
➢ 异步电动机的变频调速必须按照一定的规律同时改变电机 的定子电压和频率，必须通过变频装置获得电压和频率都 可调的电源，实现所谓的VVVF（Variable Voltage Variable Frequency）调速控制，这类能实现变频调速 功能的变频调速装置称之为变频器。
变频器中PLC自动控制技术的运用
变频器中PLC自动控制技术的运用随着工业自动化程度的不断提高，PLC（可编程逻辑控制器）的应用范围越来越广，已经成为了自动化控制的重要基础设施。
同时，变频器作为工业生产中的电力调节装置，不仅可以起到节能、降噪和无级调速等作用，而且配合PLC也可以实现更加复杂的控制功能，提高生产效率和产品质量。
PLC自动控制技术可以实现对变频器的各种参数进行灵活的调节，如调整电机的转速、电压、电流和转矩等。
此外，还可以实现一系列的保护功能，如过载保护、过压保护、欠压保护和故障诊断等，有效降低了生产中的事故风险。
在现代工业生产过程中，PLC自动控制技术的运用需要考虑以下几个方面：1. 精细化控制：通过PLC自动控制技术，可以实现对变频器的各种参数进行精细调节，从而实现精准控制。
比如，可以通过对电压、电流、频率和位移等参数的监控，及时调整工作状态，保证电机的高效稳定运行。
2. 节能降耗：变频器与PLC的结合可以实现对工业生产流程的全面控制，使其工作在最佳状态下，从而节约能源和降低耗损。
例如，在物流行业中，变频器可以根据车速和货物质量等因素，自动调整电机负载，降低耗油量，从而提高物流效率和降低成本。
3. 故障预警：PLC自动控制技术可以通过设定故障预警机制，及时发现设备异常状态，并预测可能出现的问题。
这样可以在故障发生之前及时采取措施，避免机器停工或出现损坏，降低生产成本和维护费用。
在实际应用中，PLC自动控制技术的成功应用需要结合现场实际情况，根据需要进行设备状态监测、特征参数提取、趋势分析和自适应控制等多种技术手段的综合运用。
只有做到这些，才能实现PLC自动控制技术在变频器中的有效应用，提高生产效率，降低设备维护成本，提高竞争力，实现制造业的可持续发展。
PLC控制的变频器在自动化生产线中的应用
PLC控制的变频器在自动化生产线中的应用
PLC（可编程逻辑控制器）是一种专门用于控制和监测自动化生产线的计算机控制系统。
而变频器是一种能够调整电动机转速和运行频率的装置。
通过将PLC控制与变频器结合使用，可以实现对自动化生产线中电动机的精确控制和调节，从而提高生产线的效率和准确性。
1. 电动机速度控制：自动化生产线中的不同工艺需要不同的电机转速，通过PLC控制变频器，可以根据生产线的实际需要，实时调整电动机的转速，以适应不同工艺的要求。
在纺织业中，不同织物的纺织速度不同，通过PLC控制变频器可以实时调整电动机的转速，确保织物的质量和工艺标准。
2. 运行模式切换：自动化生产线中通常需要根据不同的产品要求进行不同的运行模
式切换，通过PLC控制变频器，可以实现快速而准确地切换不同的运行模式。
在汽车制造
业中，同一生产线上可能需要生产不同型号的汽车，通过PLC控制变频器，可以根据不同
的汽车型号，自动调整生产线的运行模式，以适应不同型号汽车的生产需求。
4. 故障诊断与维护：自动化生产线中的设备故障常常会导致生产线的停工和生产效
率的降低，通过PLC控制变频器，可以实时监测设备的运行状态和工作参数，及时发现并
报警设备的故障情况。
通过PLC控制变频器的故障诊断功能，可以对故障设备进行准确的
诊断，提供准确的故障报告，为维修人员提供指导和参考，以提高设备的维护效率和准确性。
PLC控制的变频器在自动化生产线中的应用，可以实现对电动机的精确控制和调节，
从而提高生产线的效率和准确性。
还可以实现能耗的节约、故障的诊断与维护等功效，进
一步提高自动化生产线的可靠性和可控性。
用三菱PLC实现PID控制变频器
用三菱PLC-FX2N与F940变频器设计一个带PID控制的恒压供水系统控制要求:(1)有两台水泵，按设计要求一台运行，一台备用,自动运行时泵运行累计100小时轮换一次,手动时不切换.（2）两台水泵分别由m1、m2电动机拖动，电动机同步转速为3000转/min，由km1、km2控制. （3）切换后起动和停电后起动须5s报警，运行异常可自动切换到备用泵,并报警。
（4）采用plc的pid调节指令。
（5）变频器（使用三菱fr—a540）采用plc的特殊功能单元fx0n-3a的模拟输出，调节电动机的转速. （6）水压在0~10kg可调，通过触摸屏（使用三菱f940）输入调节。
（7）触摸屏可以显示设定水压、实际水压、水泵的运行时间、转速、报警信号等.（8)变频器的其余参数自行设定。
软件设计：1．fx2n—48mrplc 的i/o分配：根据控制要求及i/o分配，其系统接线图如图所示.plc输入，x1:1号泵水流开关;x2：2号泵水流开关;x3：过压保护。
plc输出，y1：km1；y2：km2;y4：报警器;10：变频器stf.2．触摸屏画面设:根据控制要求及i/o分配，制作触摸屏画面。
触摸屏输入：m500：自动起动。
m100：手动1号泵。
m101:手动2号泵。
m102：停止。
m103：运行时间复位。
m104:清除报警。
d300：水压设定。
触摸屏输出：y0:1号泵运行指示。
y1:2号泵运行指示。
t20：1号泵故障.t21:2号泵故障。
d101：当前水压。
d502：泵累计运行的时间。
d102：电动机的转速。
3。
plc的程序：根据控制要求，画出fx2n-48mr的程序梯形图、plc程序如下图所示.此主题相关图片如下，点击图片看大图：plc的程序简述：plc得电后，通过程序把模块中的摸拟量压力信号转化成压力数字量(d160)，将压力的数据寄存器d160的值除以25以校正压力的实际值（由特殊功能模拟模块fx0n—3a的资料可知：因0—10kg对应的是数值是0-250，所以压力与数值的关系是1：25)。
PLC与变频器通讯在电机控制中的应用
PLC与变频器通讯在电机控制中的应用PLC（可编程逻辑控制器）和变频器是现代工业生产中常用的两种设备，它们在电机控制中的应用广泛。
本文将以中文撰写2000字的内容，详细介绍PLC和变频器通讯在电机控制中的应用。
PLC和变频器的基本概念需要被明确。
PLC是一种专门用于工业自动化控制的电子设备，它能够根据预先编写的程序，实时地控制并监视各种生产过程中的设备。
而变频器是一种用于电机控制的电力调节设备，它可以实时地调节电机的转速和运行状态。
首先是运动控制。
PLC与变频器的通讯可以使得PLC可以精确地控制电机的转速和位置。
通过编写相应的程序，可以实现各种复杂的运动轨迹控制，如直线运动、圆弧运动等。
这在一些需要精确定位和路径控制的生产过程中尤为重要，如自动装配线、机器人操作等。
其次是负荷控制。
在一些生产过程中，负载的大小会不断变化，而传统的电机控制方法往往不能很好地适应负载的变化。
通过PLC与变频器的通讯，可以实时监测负载的变化，并自动调节电机的转速和运行状态，保持负载的稳定。
这在一些需要精确控制负载的生产过程中尤为重要，如起重机、运输机械等。
再次是能耗控制。
电机在工业生产中消耗大量的电能，如何降低电机的能耗成为一项重要的任务。
通过PLC与变频器的通讯，可以实时监测电机的运行状态和能耗，并根据实际情况进行调节，减少不必要的能源浪费。
这在一些对能源消耗有严格要求的生产过程中尤为重要，如电力、冶金等。
PLC与变频器通讯在电机控制中的应用非常广泛。
通过PLC与变频器的联动控制，可以实现精确的运动控制、负载控制、能耗控制和故障监测，在提高生产效率和保证生产质量的降低能耗和提高生产安全性。
在未来的工业生产中，PLC与变频器通讯的应用将会更加普及和重要。
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= 6 PROFIBUS（CB通讯板）
注意：改变P0700设置，将复位所有的数字输入输出至出厂设定
设置频率给定源：= 1 BOP电动电位计给定（面板）
= 2 模拟输入1通道（端子3，4）
= 3 固定频率
= 4 BOP链路的USS控制
= 5 COM链路的USS（端子29，30）
= 6 PROFIBUS（CB通讯板）
9、相关硬件设置
① PROFIBUS地址开关(也叫DIP开关）
② 西门子内部使用
PROFIBUS地址设置实例：
DIP开关编号：
1
2
STW 控制字 ZSW 状态字 HSW 主设定值 HIW 主实际值
对于本例： PLC(主站) MM440：STW——PQW264，HSW——PQW266 PLC(主站) MM440：ZSW——PIW264， HIW——PIW266
16
变频器组态调试
8、编写程序
确定使用的地址
程序段
17
变频器组态调试
选择电机类型
P0300[0] = 1 异步电机 = 2 同步电机
P0304[0]
电机额定电压： 注意电机实际接线（Y/Δ）
建议值 3
1
0 0 1 根据电机铭牌
6
西门子变频器快速调试设置
P0305[0]
电机额定电流： 注意：电机实际接线（Y/Δ） 如果驱动多台电机，P0305的值要大于电流总和
P0307[0] P0308[0]
= 1 电机数据计算，并将除快速调试以外的参数恢复到工厂设定 = 2 电机数据计算，并将I/O设定恢复到工厂设定 = 3 电机数据计算，其它参数不进行工厂复位 值为1 时：使能电机识别，出现A0541报警，马上启动变频器
至此，变频器快速设置完成后可以驱动电机运行了。
150
2
2 0 50 10 10 0
电机额定功率 如果P0100 = 0或2，单位是kW 如果P0100 = 1，单位是hp
电机功率因数
P0309[0]
电机的额定效率 注意 如果P0309设置为0，则变频器自动计算电机效率 如果P0100设置为0，看不到此参数
P0310[0]
电机额定频率 通常为50/60Hz 非标准电机，可以根据电机铭牌修改
控制电路
3
西门子变频器概述
A区域：三相整流桥，用于
将三相正玄电压转换成直流
电 B区域：三相逆变电路，用 电源
平 滑 电
于将直流电逆变成50~60Hz
容
的交流电
A
~50Hz
整流
滤波
逆变
M 3~
检测电路
隔离驱动 检测电路
A/D转换 输入控制
控制运算电路 数字控制输入
D/A转换 输出控制
M 3~
B
西门子变 频器内部 工作电路 原理图
西门子变频器参数设置及组态设置
➢ 第一部分：西门子变频器概述； ➢ 第二部分：西门子变频器快速调试设置； ➢ 第三部分：变频器组态调试；
1
西门子变频器概述
1、西门子系列变频器型号说明
2
西门子变频器概述
2、西门子系列变频器变频原理
商用 电源
频率变换装置
M 3~
交流电源 整流电路
直流中间电路
频率和电压 可调的交流电 逆变电路
P0311[0] P0320[0]
电机的额定速度 矢量控制方式下，必须准确设置此参数
电机的磁化电流 通常取默认值
P0335[0]
电机冷却方式 = 0 利用电机轴上风扇自冷却 = 1 利用独立的风扇进行强制冷却
根据电机铭牌 根据电机铭牌 根据电机铭牌 根据电机铭牌
根据电机铭牌 根据电机铭牌
0 0
7
西门子变频器快速调试设置
P0640[0]
P0700[0]
P1000[0] P1080[0] P1082[0] P1120[0] P1121[0] P1300[0]
P3900 P1910
Hale Waihona Puke 电机过载因子：以电机额定电流的百分比来限制电机的过载电流
选择命令给定源（启动/停止）
= 1 BOP（操作面板）
= 2 I/O端子控制
= 4 经过BOP链路（RS232）的USS控制 = 5 通过COM链路（端子29，30）
3 1
8
变频器组态调试
电气接线及调试接线
~380V QS
PC STEP 7
PLC 313C-2DP
MM440
U
M
V W
3~
PC Adapter USB
DP 2#
PROFIBUS
PROFIBUS 模块
DP 4#
MW10
PQW264
MW12 PLC PQW266
MW14
PIW266
MM420
PROFIBUS
4
西门子变频器概述
3、西门子系列变频器接线图
5
西门子变频器快速调试设置
在使用新的变频器的过程前，一般先进行快速调试设置，需要完成的参数设置如下表：
参数号
参数含义
P003
设置参数访问等级
= 1 标准级（只需要设置最基本的参数） = 2 扩展级 = 3 专家级
P0010 P0100
开始快速调试 ：=1 注意：
9
变频器组态调试
组态： 1、新建一个PLC项目命名为zutai
10
变频器组态调试
2、插入CPU站点
11
变频器组态调试
3、硬件组态，插入CPU 313C-2DP，PROFIBUS地址2
12
变频器组态调试
4、新建PROFIBUS网络
13
变频器组态调试
5、挂载变频器从站，并设定地址为4
14
变频器组态调试
6、插入与变频器传输数据格式，PPO 1型式
15
变频器组态调试
7、计算需使用的地址
PKW
PZD
PPO1
PZD1 PZD2 PKE IND PWE1 PWE2 STW HSW
ZSW HIW
第1字 第2字 第3字 第4字 第1字 第2字
主站 MM440 主站 MM440
PKW 参数标识数值 PZD 过程数据 PKE 参数标识符 IND 索引 PWE 参数值
= 7 模拟输入2通道（端子10，11）
限制电机运行的最小频率
限制电机运行的最大频率
电机从静止状态加速到最大频率所需时间
电机从最大频率状态减速到静止所需时间
控制方式选择
= 0 线性V/F，要求电机的压频比准确 = 2 平方曲线的V/F控制 = 20 无传感器矢量控制 = 21 带传感器的矢量控制 结束快速调试
1. 只有在P0010=1的情况下，电机的主要参数才能被修改， 如：P0304，P0305等 2. 只有在P0010=0的情况下，变频器才能运行
选择电机的功率单位和电网频率。
= 0 单位 kW，频率50Hz = 1 单位 HP，频率60Hz = 2 单位 kW，频率60Hz
P0205
变频器应用对象
= 0 恒转矩（压缩机，传送带等） = 1 变转矩（风机，泵类等）